(57)【要約】【課題】ブリケット成型装置においてブリケットの成型及び排出をより円滑に行う。【解決手段】載置台３と、フランジ付きシリンダ４と、フランジ付きシリンダ４の下側開口部９を開閉可能な開閉部材１０と、フランジ付きピストン６と、ピストン６及びフランジ付きシリンダ４の各フランジ間を連結してピストン６をフランジ付きシリンダ４から抜ける方向に付勢する上部弾性部材７と、フランジ付きシリンダ４のフランジ１６と載置台３とを連結して下側開口部９を開閉部材１０から離間させる方向に付勢する下部弾性部材８と、を備え、ピストン６のストローク前、フランジ付きシリンダ４は下側開口部９が開閉部材１０から離間した状態で保持され、ピストン６のストローク中に、上部弾性部材７のバネ力が下部弾性部材８のバネ力を上回って下側開口部９が開閉部材１０に当接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台と、
上下に開口部を有し、内部にワークを収容するフランジ付きシリンダと、
前記フランジ付きシリンダの下側開口部を開閉可能に前記載置台上に配置される開閉部材と、
前記フランジ付きシリンダの上側開口部から前記フランジ付きシリンダ内に進入し、前記開閉部材へ向けてワークを押圧するフランジ付きピストンと、
前記ピストン及び前記フランジ付きシリンダの各フランジ間を連結し、前記ピストンを前記フランジ付きシリンダから抜ける方向に付勢する上部弾性部材と、
前記フランジ付きシリンダのフランジと前記載置台とを連結し、前記下側開口部を前記開閉部材から離間させる方向に付勢する下部弾性部材と、
を備え、
前記ピストンのストローク前、前記フランジ付きシリンダは前記下側開口部が前記開閉部材から離間した状態で保持され、前記ピストンのストローク中に、前記上部弾性部材のバネ力が前記下部弾性部材のバネ力を上回って前記下側開口部が前記開閉部材に当接する、
ことを特徴とするブリケット成型装置。
【請求項２】
前記フランジ付きシリンダの上部に収容されて前記ピストンの摺動をガイドし、側面にワークの投入口を有する固定シリンダを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のブリケット成型装置。
【請求項３】
前記フランジ付きシリンダの内周には、下方へ行くほど内径が小さくなるテーパ部が形成され、
前記固定シリンダは前記テーパ部より上方に配置される、
ことを特徴とする請求項２に記載のブリケット成型装置。
【請求項４】
前記ピストンは前記テーパ部より下方までストロークする、
ことを特徴とする請求項３に記載のブリケット成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切粉などを圧縮固形化するブリケット成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料の切削加工時には、粉末状の切粉や、片鱗状及び螺旋状の金属片などが発生する。これらの金属屑は重量の割に嵩が大きいので、保管するスペースを多く必要とする。
【０００３】
そこで、集積された金属屑を油圧シリンダで圧縮固形化して塊状のブリケットを成型することで金属屑を省スペース化する切粉圧縮機が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８９４６２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術では、シリンダの下側開口部は、パンチの受圧板を兼ねたスライド式シャッタによって閉塞される。金属屑を圧縮する際には、シリンダの下側開口部とシャッタとの隙間から金属屑がはみ出さないようにするため、シャッタとシリンダとの隙間は極力小さい方が好ましい。
【０００６】
一方、金属屑を圧縮した後のブリケットを排出する際には、シャッタをシリンダの下側開口部からスライドさせる必要があり、シャッタとシリンダとの間の摩擦力を低減するため、シャッタとシリンダとの間に間隙が存在する方が好ましい。
【０００７】
しかし、上記従来の技術では、金属屑の圧縮時とブリケットの排出時とでシャッタとシリンダとの間隙を調整することができない。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、ブリケットの成型及び排出をより円滑に行うことができるブリケット成型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、載置台と、上下に開口部を有し、内部にワークを収容するフランジ付きシリンダと、フランジ付きシリンダの下側開口部を開閉可能に載置台上に配置される開閉部材と、フランジ付きシリンダの上側開口部からフランジ付きシリンダ内に進入し、開閉部材へ向けてワークを押圧するフランジ付きピストンと、ピストン及びフランジ付きシリンダの各フランジ間を連結し、ピストンをフランジ付きシリンダから抜ける方向に付勢する上部弾性部材と、フランジ付きシリンダのフランジと載置台とを連結し、下側開口部を開閉部材から離間させる方向に付勢する下部弾性部材と、を備え、ピストンのストローク前、フランジ付きシリンダは下側開口部が開閉部材から離間した状態で保持され、ピストンのストローク中に、上部弾性部材のバネ力が下部弾性部材のバネ力を上回って下側開口部が開閉部材に当接する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブリケット成型時にはフランジ付きシリンダと開閉部材との間隙をなくしながら、成型後のブリケットを排出する際にはフランジ付きシリンダを開閉部材から離間させることができるので、ブリケットの成型及び排出をより円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るブリケット成型装置の構成図である。
【図２】ブリケット成型装置の動作（その１）を説明するための図である。
【図３】ブリケット成型装置の動作（その２）を説明するための図である。
【図４】ブリケット成型装置の動作（その３）を説明するための図である。
【図５】ブリケット成型装置の動作（その４）を説明するための図である。
【図６】ブリケット成型装置の動作（その５）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るブリケット成型装置１００を示している。ブリケット成型装置１００は、上下に上台１及び下台２を有する二層構造の載置台３と、上下に開口部を有する円筒状のシリンダ４と、上台１に固定されて下方へと伸長してシリンダ４の上側開口部５からシリンダ４内に進入するピストン６と、ピストン６とシリンダ４とを連結する上部弾性部材としての上部バネ７と、シリンダ４と載置台３とを連結する下部弾性部材としての下部バネ８と、シリンダ４の下側開口部９を開閉可能な開閉部材１０と、を備える。
【００１４】
載置台３の下台２は、ブリケット成型装置１００の設置場所に固設され、上台１は下台２の上方に固設される。下台２の中央にはシリンダ４の外径とほぼ同径の開口１１が設けられる。
【００１５】
ピストン６は、油圧シリンダ２４によって駆動され、シリンダ４内を下方へと摺動する。ピストン６は、シリンダ４内に収容される部分より上方側にピストン６の外径より大径のフランジ部１２を有する。
【００１６】
シリンダ４は、下台２から上方及び内径側に延設されるステー１３に固定される固定シリンダ１４と、固定シリンダ１４の外周面に沿って上下方向に移動可能な可動シリンダ１５と、から構成される。
【００１７】
可動シリンダ１５の外周の上下方向中央には、可動シリンダ１５の外径より大径のフランジ部１６が形成される。また、可動シリンダ１５の内周には、下方へ行くほど縮径するテーパ部１７が設けられる。さらに、テーパ部１７には、切削油を外部へ排出するために可動シリンダ１５の内周から外周まで連通する連通孔１５ａが設けられる。
【００１８】
固定シリンダ１４の外径は可動シリンダ１５の内径より小さく設定され、可動シリンダ１５のテーパ部１７より上部に固定シリンダ１４の下部が摺動可能に収容される。
【００１９】
固定シリンダ１４の側面には、後述するホッパー１８内の金属屑をシリンダ４内に投入する投入口１９が設けられる。
【００２０】
開閉部材１０は、油圧シリンダ２０によって駆動され、下台２に沿って横方向にスライドすることで可動シリンダ１５の下側開口部９を開閉する。開閉部材１０は、油圧シリンダ２０の駆動部２１とダブルヒンジ２２で連結される。これにより開閉部材１０の微小な上下方向のずれが吸収され、金属屑の圧縮時における開閉部材１０と可動シリンダ１５の下側開口部９との密着性を向上させることができる。
【００２１】
開閉部材１０は、下台２と一体的に構成される井桁フレーム２３上のレール上を滑動する。したがって、井桁フレーム２３の強度は、開閉部材１０がピストン６から下方へ向けて受ける押圧力に耐える程度に設定される。
【００２２】
上部バネ７は、ピストン６のフランジ部１２と可動シリンダ１５のフランジ部１６とを連結する。下部バネ８は、可動シリンダ１５のフランジ部１６と下台２とを連結する。上部バネ７及び下部バネ８の反発力（バネ力）は以下のように設定される。
【００２３】
ピストン６がストロークする前、下部バネ８は可動シリンダ１５を重力に抗して上方へと付勢し、可動シリンダ１５のテーパ部１７に固定シリンダ１４の下端が当接する位置に保持する。一方、ピストン６は油圧シリンダ２０の動作によってストローク初期位置に保持され、上部バネ７はピストン６を上方へと付勢するほどの反発力は発揮しない。
【００２４】
ピストン６が下方へストロークすると、上部バネ７が収縮して上部バネ７のバネ力が増大する。上部バネ７のバネ力が下部バネ８のバネ力を上回ると、上部バネ７の付勢力によって可動シリンダ１５が下方へと移動し、可動シリンダ１５の下側開口部９が開閉部材１０に当接する。
【００２５】
可動シリンダ１５が開閉部材１０に当接した後は、ピストン６がさらにストロークしても可動シリンダ１５は移動せず、上部バネ７のみが収縮する。
【００２６】
つまり、ピストン６がストロークする際、ピストン６が固定シリンダ１４内を下方へと摺動するのと同時に、可動シリンダ１５が開閉部材１０に当接して下側開口部９が閉塞され、その後はピストン６が固定シリンダ１４内をさらに下方へと摺動する。
【００２７】
ブリケット成型装置１００はさらに、上台１に設けられて切粉などの金属屑を貯留するホッパー１８と、ホッパー１８から固定シリンダ１４の投入口１９まで金属屑を自重によってシュートさせる投入シュート２５と、を備える。
【００２８】
ホッパー１８から固定シリンダ１４の投入口１９までは常時開放状態であってもよいし、投入シュート２５の途中に開閉弁を設けて投入シュート２５の連通状態を切り換えるようにしてもよい。
【００２９】
ブリケット成型装置１００はさらに、下台２の下方に設けられる油受け２６と、成型後のブリケット５０（図６参照）を外部に排出する排出シュート２７と、を備える。
【００３０】
切粉などの金属屑は、金属加工時に使用される切削油を含んでいるので、金属屑を圧縮した場合には切削油が滲み出る。油受け２６はこの切削油を受けて貯留する。ブリケット５０は切削油とは別に排出シュート２７によって取り出し、比重値の高い原材料として再利用される。
【００３１】
次に、ブリケット成型装置１００の動作について図２〜図６を参照して説明する。
【００３２】
図２は、ピストン６がストロークする前の状態を示している。金属屑がホッパー１８内に貯留されており、金属屑が重力によって投入シュート２５を通ってシリンダ４内に投入される。
【００３３】
図３は、金属屑が投入された状態を示している。金属屑の投入量は、開閉弁によって調整してもよいし、投入シュート２５を常時開放として自重によって投入される分だけ投入してもよい。
【００３４】
図４は、ピストン６がストロークを開始し、ピストン６の下端が金属屑に当接した状態を示している。この時、上部バネ７がピストン６によって圧縮され、上部バネ７のバネ力が下部バネ８のバネ力を上回るので、可動シリンダ１５が下方へと押圧され、可動シリンダ１５の下側開口部９と開閉部材１０とが密着する。これにより、金属屑の圧縮時に金属屑が可動シリンダ１５の下側開口部９と開閉部材１０との隙間から漏れだすことを防止できる。
【００３５】
さらにピストン６をストロークさせると、上部バネ７のみが収縮し、ピストン下端面と開閉部材１０の上面との間で金属屑が圧縮される。これに伴って、切削油が連通孔１５ａを通して可動シリンダ１５の外部へと排出され、下方へ滴下して油受け２６に貯留される。また、切削油が連通孔１５ａを通して十分に排出されない場合には、切削油はピストン６と固定シリンダ１４との間隙を通して固定シリンダ１４の上部に溢れ出る。溢れ出た切削油は、下方へ滴下して油受け２６に貯留される。
【００３６】
図５は、ピストン６をストロークエンドまでストロークした状態を示している。金属屑は圧縮固形化され、円筒状のブリケット５０が成型される。可動シリンダ１５の内周にはテーパ部１７を有するので、ピストン６と可動シリンダ１５との間に金属屑を噛み込むことによってピストン６がスティックしてしまい後退できなくなることを回避できる。
【００３７】
図６は、ブリケット成型後の排出について示している。ブリケット成型後、油圧シリンダ２４によってピストン６を上方へと後退させる。すると、下部バネ８のバネ力が上部バネ７のバネ力を上回るので、可動シリンダ１５が上方へと浮き上がり、可動シリンダ１５の下側開口部９が開閉部材１０から離間する。
【００３８】
さらに、開閉部材１０を側方へ後退させて可動シリンダ１５の下側開口部９を開放する。このとき、下側開口部９が開閉部材１０から離間しているので、下側開口部９と開閉部材１０との間に摩擦抵抗が生じることがなく、開閉部材１０をスムーズに開放することができる。
【００３９】
開閉部材１０を開放すると、ブリケット５０は自重によって排出シュート２７上を滑動し、所定の保管位置に運ばれる。ピストン６のストロークエンド位置は、可動シリンダ１５のテーパ部１７より下方に設定されるので、ブリケット５０の形状が上下方向にわたってほぼ円筒形状となり、ブリケット５０の排出時に上部がテーパ部１７に引っ掛かりブリケット５０が自重で落下しなくなることを防止できる。
【００４０】
その後、開閉部材１０を再び伸長して下側開口部９を閉塞すると、図２の状態に戻る。以上の動作を繰り返すことで、ホッパー１８内の金属屑を順次ブリケット５０に成型して排出することができる。
【００４１】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４２】
ブリケット成型時にはシリンダ４と開閉部材１０との間隙をなくしながら、成型後のブリケット５０を排出する際にはシリンダ４を開閉部材１０から離間させることができるので、ブリケット５０の成型及び排出をより円滑に行うことができる。
【００４３】
また、可動シリンダ１５の上部に固定シリンダ１４を収容するので、可動シリンダ１５が上下方向に移動する際の横方向のずれを防止できる。
【００４４】
さらに、固定シリンダ１４の内側面に金属屑の投入口１９を設けたので、ピストン６のストロークによる可動シリンダ１５の上下方向の移動にかかわらず金属屑の投入口１９の位置を固定化することができる。
【００４５】
さらに、可動シリンダ１５の内周には下方へ行くほど内径が小さくなるテーパ部１７を有するので、ピストン６がストロークしていない場合に可動シリンダ１５が下部バネ８の付勢力によって上昇して、可動シリンダ１５の下側開口部９が開閉部材１０から過度に離間することを防止することができる。
【００４６】
さらに、テーパ部１７を有することで、ピストン６と可動シリンダ１５との間に金属屑を噛み込むことによってピストン６がスティックすることを防止できるので、ピストン６を上部バネ７及び下部バネ８のバネ力によってより確実に後退させることができる。
【００４７】
さらに、ピストン６のストロークエンド位置が可動シリンダ１５のテーパ部１７より下方に設定されるので、圧縮固形化されたブリケット５０の形状がほぼ円筒形状となり、ブリケット５０の上部がテーパ部１７に引っ掛かりブリケット５０が落下しなくなることを防止できる。これにより、開閉部材１０を開放した際にブリケット５０をより円滑に排出することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、ワークを金属屑として説明したが、ブリケット５０に成型できるものであればその他の素材（木材、合成樹脂など）であってもよい。
【００５０】
また、ブリケット成型装置１００をピストン６のストロークが上下方向となるように配置したが、ホッパー１８からの金属屑の投入及び成型後のブリケット５０の排出を適切に行うことができる範囲で適宜傾けて設置してもよい。
【００５１】
さらに、上部バネ７及び下部バネ８はコイルスプリングでなくてもよく、伸縮可能なその他の弾性部材（ゴムなど）であってもよい。
【００５２】
さらに、ピストン６及び開閉部材１０の駆動部を油圧シリンダ２４、２０としたが、その他の駆動手段（電磁駆動、エア駆動、手動など）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
３  載置台
４  シリンダ
５  上側開口部
６  ピストン
７  上部バネ（上部弾性部材）
８  下部バネ（下部弾性部材）
９  下側開口部
１０  開閉部材
１２  フランジ部（ピストンのフランジ）
１４  固定シリンダ（固定部材）
１５  可動シリンダ（フランジ付きシリンダ）
１６  フランジ部（シリンダのフランジ）
１７  テーパ部
１００  ブリケット成型装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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